JP2014013450A - 車線逸脱判定装置，車線逸脱警報装置及びそれらを使った車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両が道路を逸脱しやすい状態になった場合にも適切な逸脱判定を行うことが可能な車線逸脱判定装置および車線逸脱警報装置を提供する。
【解決手段】撮像装置が車外を撮像して出力した画像情報から区画線を検出する区画線検出部と、前記区画線から前記撮像装置の光軸までの距離を所定周期ごとに演算する距離演算部と、前記区画線に対する前記車両のヨー角を演算するヨー角演算部と、前記車両が走行中の道路の特性を表す道路パラメータに基づいて、前記ヨー角演算部により演算された前記ヨー角を補正し、前記距離演算部により演算された前記区画線から前記光軸までの距離と、補正された前記ヨー角と、に基づいて前記区画線に対する前記車両の逸脱判定を行う逸脱判定部と、を備える車線逸脱判定装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、車線逸脱判定装置および車線逸脱警報装置に関する。

従来、車載カメラにより走行路を認識し、車両が走行車線を逸脱することを報知する車線逸脱警報装置が知られている。例えば特許文献１には、路面を撮影する走行路認識カメラなどを用いて自車両の車線からの逸脱傾向を予測し、自車両が車線から逸脱する可能性が高くなっていると判定した場合に警報器による報知を行う車線逸脱警報装置が記載されている。

特開２００４−２６８８４５号公報

しかしながら、従来技術には、例えば、車線幅が狭い道路のように、車両が道路を逸脱しやすい状態になった場合に逸脱警報が頻繁に発せられてしまうという問題があった。本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、その目的とするところは、車両が道路を逸脱しやすい状態になった場合にも適切な逸脱判定を行うことにある。

請求項１に記載の車線逸脱判定装置は、撮像装置が車外を撮像して出力した画像情報から区画線を検出し、車両が区画線を逸脱するか否かを車両と区画線との距離に基づいて判定する車線逸脱判定装置であって、検出された区画線に対する車両の角度が同一で、所定の幅より広い区画線幅を有する道路と所定の幅より狭い区画線幅を有する道路とを車両が走行する場合で、逸脱判定するときの車両と区画線との距離が異なる構成とする。
また、撮像装置が車外を撮像して出力した画像情報から区画線を検出し、車両が区画線を逸脱するか否かを車両と区画線との距離に基づいて判定する車線逸脱判定装置であって、検出された区画線に対する車両の角度が同一で、所定の曲率半径より大きい道路と所定の曲率半径より小さい道路とを車両が走行する場合で、逸脱判定するときの車両と区画線との距離が異なる構成とする。
また、撮像装置が車外を撮像して出力した画像情報から区画線を検出する区画線検出部と、区画線から撮像装置の光軸までの距離を所定周期ごとに演算する距離演算部と、区画線に対する車両のヨー角を演算するヨー角演算部と、車両が走行中の道路の特性を表す道路パラメータに基づいて、ヨー角演算部により演算されたヨー角を補正し、距離演算部により演算された区画線から光軸までの距離と、補正されたヨー角と、に基づいて区画線に対する車両の逸脱判定を行う逸脱判定部と、を備える構成とする。

本発明によれば、車両が道路を逸脱しやすい状態になった場合にも適切な逸脱判定を行うことができる。

第１の実施形態に係る車線逸脱判定装置１００の構成を示すブロック図である。 車線逸脱判定装置１００の処理内容を示すフローチャートである。 撮像装置１から取り込まれた画像データと区画線検出部４により検出されたエッジ強度とを示す図である。 撮像装置１から取り込まれた画像データ（ａ）と、その画像データが撮像された際の車両および道路を上空から見た平面図（ｂ）とを示す図である。 車両５０１が２本の区画線５０２および５０３の存在する道路を走行している様子を模式的に示した平面図である。 道路パラメータと補正係数α１，α２との対応関係を示すグラフである。 第２の実施形態に係る車線逸脱判定装置２００の構成を示すブロック図である。 後方距離振れ量と補正係数α３との対応関係を示すグラフである。 本発明の車線逸脱判定装置を用いて車線逸脱警報装置を構成したときのブロック図である。 本発明の車線逸脱判定装置を用いて車両制御システムを構成したときのブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施形態に係る車線逸脱判定装置１００の構成を示すブロック図である。車線逸脱判定装置１００は、区画線検出部４，道路パラメータ演算部５，補正係数設定部６，ヨー角演算部７，後方距離演算部８，前方距離演算部９，および逸脱判定部１０により構成される。車線逸脱判定装置１００は、不図示のコンピュータに所定の制御プログラムを実行させることにより、これらの各部の機能を実現している。

車線逸脱判定装置１００には、撮像装置１，ヨーレート検出部２，および車速検出部３が接続されている。車線逸脱判定装置１００は、撮像装置１から入力された画像データと、ヨーレート検出部２から入力された車両のヨーレートと、車速検出部３から入力された車両の速度とを用いて、車両が走行中の車線から逸脱するおそれの有無を判定し、判定結果を外部に出力する構成となっている。つまり、車線逸脱判定装置１００は、撮像装置が車外を撮像して出力した画像情報から区画線である車線を検出し、車両が区画線を逸脱するか否かを車両と区画線との距離に基づいて判定している。
本発明は、この検出された区画線に対する車両の角度が同一で、所定の幅より広い区画線幅（車線幅）を有する道路と所定の幅より狭い区画線幅（車線幅）を有する道路とを車両が走行する場合で、逸脱判定するときの車両と区画線との距離が異なる。また、検出された区画線に対する車両の角度が同一で、車両が区画線を逸脱する場合、所定の幅より広い区画線幅を有する道路の方が所定の幅より狭い区画線幅を有する道路に比べて、逸脱判定する時間が早くしている。また、検出された区画線に対する車両の角度が同一で、所定の曲率半径より大きい道路と所定の曲率半径より小さい道路とを車両が走行する場合で、逸脱判定するときの車両と区画線との距離が異なる。また、検出された区画線に対する車両の角度が同一で、車両が区画線を逸脱する場合、所定の曲率半径より大きい道路の方が所定の曲率半径より小さい道路に比べて、逸脱判定する時間が早くしている。

車載用の撮像装置１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子によって自車外を撮像し、得られた画像をアナログデータのまま、もしくはデジタル処理してコンピュータで扱える画像データに変換して専用線などを用いて車線逸脱判定装置１００（の区画線検出部４）に出力する。撮像装置１は、車両後方の路面が撮像範囲に含まれるように車両後方に設置される。

ヨーレート検出部２は、例えばジャイロスコープ等の出力を用いて車両のヨーレート（旋回方向への回転速度）を検出する。

車速検出部３は、例えば車両の前後左右各輪に装着された車輪速センサにより得られる値を平均したり、自車に搭載する加速度センサにより得られる自車の加速度の値を積分したりすることによって、車両が進行する速度を検出する。

区画線検出部４は、撮像装置１が車外を撮像して作成した画像データ（画像情報）を解析することにより、道路上にペイントされている区画線（例えば自車の左右にある一対の左右線や車道外側線など）を所定の処理周期ごとに検出する。

道路パラメータ演算部５は、車線幅や曲率半径など、走行中の道路の特性を表す道路パラメータを演算する。車線幅は、区画線検出部４により検出された区画線の位置から演算される。また、走行中の道路の曲率半径は、ヨーレート検出部２により検出されたヨーレートから演算される。

補正係数設定部６は、道路パラメータ演算部５によって演算された道路パラメータから、後述する補正係数を設定する。

ヨー角演算部７は、区画線検出部４により検出された区画線の位置や車速検出部３により検出された車速などに基づいて、区画線に対する車両のヨー角を演算する。

後方距離演算部８は、車両後方の所定位置において、区画線検出部４で検出された区画線と撮像装置１の光軸との距離（光軸から区画線までの距離）を算出する。

前方距離演算部９は、区画線検出部４で検出された区画線と車両の前輪との距離（車両の前輪から区画線までの距離）を算出する。

逸脱判定部１０は、前方距離演算部９により算出された前輪から区画線までの距離に基づいて、車両が車線から逸脱するおそれがあるか否かを判定する。なお、ここでの車線逸脱判定は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｄ ０８０４）に基づく車両逸脱警報に利用することを想定している。つまり、逸脱判定部１０はヨー角演算部７により演算された車両のヨー角と、前方距離演算部９により算出された区画線と車両前輪との間の距離と、に基づいて車線から逸脱するおそれがあるか否かを判断する。

上記のＪＩＳ規格では、車両前輪の外側と区画線までの距離に基づいて車両逸脱警報の要否を判定することが規定されている。他方、撮像装置１は、車両後方の映像を撮像するように設置されている。本実施形態の前方距離演算部９は、上記のＪＩＳ規格に対応するために、後方距離演算部８により算出された車両後方における区画線までの距離を、ヨー角演算部７により演算された車両のヨー角に基づいて、車両前輪の外側から区画線までの距離に補正する。

次に、車線逸脱判定装置１００全体の処理内容について説明する。

図２は、車線逸脱判定装置１００の処理内容を示すフローチャートである。図２に示す処理は、所定の処理周期ごとに繰り返し実行される。

まずステップＳ１００において、区画線検出部４が、撮像装置１により撮像されデジタル処理が施された画像データを取り込む。

次のステップＳ１１０では、区画線検出部４が、ステップＳ１００で取り込んだ画像データから道路上にペイントされている区画線を検出する。以下、ステップＳ１１０における区画線の検出処理について具体例を挙げて説明する。

図３は、撮像装置１から取り込まれた画像データと区画線検出部４により検出されたエッジ強度とを示す図である。いま、図３（ａ）のように、２本の区画線３０１および３０２が存在する画像データが取り込まれた状態を考える。本実施形態の区画線検出部４は、これらの区画線を検出するための一手法として、画像内のエッジ強度を計算して区画線を抽出する方法を用いる。ここで、エッジとは画像中で輝度値が急激に変わる点である。

図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ点からＢ点に向かってエッジ強度を検出した結果である。Ａ点およびＢ点は、撮像範囲内に予め定められた点であり、区画線検出部４はＡ点とＢ点とを結ぶ直線上においてエッジ強度を検出して区画線を検出する。図３（ｂ）に示すエッジ検出結果は、道路から区画線に変わる点（輝度値が暗から明に急変する点）をそれぞれ表すピーク３０３、３０５と、区画線から道路に変わる点（輝度値が明から暗に急変する点）をそれぞれ表すピーク３０４および３０６を含む。区画線検出部４は、図３（ｂ）に示したピーク３０３とピーク３０４の組み合わせ、およびピーク３０５とピーク３０６の組み合わせを見つけることによって、それぞれの組み合わせに対応する区画線３０１および区画線３０２を検出する。

図２のフローチャートの説明に戻ると、ステップＳ１２０において後方距離演算部８が、撮像装置１の光軸からステップＳ１１０で検出した区画線までの距離を演算する。以下、ステップＳ１２０における当該距離の演算処理について具体例を挙げて説明する。

図４は、撮像装置１から取り込まれた画像データ（ａ）と、その画像データが撮像された際の車両および道路を上空から見た平面図（ｂ）とを示す図である。図４には、右区画線４０１および左区画線４０２が存在する道路を走行している様子を示している。また、矢印４０３は撮像装置１の光軸である。なお、撮像装置１は車両の後方に設置されているので、図４の左側に見える区画線４０１は車両の走行方向に対して右側に存在する右区画線であり、図４の右側に見える区画線４０２は車両の走行方向に対して左側に存在する左区画線である。

図４（ａ）において、光軸４０３から左区画線４０２までの距離ｄ１（以下、左後方距離ｄ１と称する）は、区画線検出部４により検出された左区画線４０２の位置から演算することができる。後方距離演算部８は、Ａ点とＢ点とを結ぶ直線と左区画線４０２の内側のエッジとが交差する点であるＣ点の座標を、区画線検出部４が検出したエッジ強度のピークから求める。そして、その座標を図４（ｂ）の実際の座標系に変換することにより、左後方距離ｄ１を演算する。区画線検出部４は更に同様の演算を行い、光軸４０３から右区画線４０１までの距離ｄ２（以下、右後方距離ｄ２と称する）も演算する。

なお、上記の説明では、左後方距離ｄ１を光軸４０３から左区画線４０２の内側までの距離とし、左区画線４０２の内側のエッジ上のＣ点の座標を用いて左後方距離ｄ１を演算しているが、これを左区画線４０２の外側もしくは中心までの距離としてもよく、一貫して同じ定義であればよい。また、区画線までの距離（左後方距離ｄ１，右後方距離ｄ２）は画像内の各区画線（左区画線４０２，右区画線４０１）に対して１つずつではなく、各区画線に対して複数個（例えば、１０個）算出する構成としても良い。例えば、Ａ点とＢ点の組と同様に、一対の点を撮像範囲内に複数設けて、それらの各々についてエッジ検出を行い、光軸４０３と当該エッジとの距離を算出してもよい。

次のステップＳ１３０において、道路パラメータ演算部５が、ヨーレート検出部２により検出された車両のヨーレートを取得する。車両のヨーレートは前述の通り車両の旋回方向への回転速度であり、例えばジャイロスコープなどの周知技術により検出される。

次のステップＳ１４０では、道路パラメータ演算部５が、区画線検出部４により検出された区画線やヨーレート検出部２により検出された車両のヨーレートに基づいて、走行中の道路の道路パラメータを演算する。本実施形態における道路パラメータは、車線幅と道路の曲率半径の２つである。

例えば図３において、道路パラメータ演算部５はピーク３０４とピーク３０５の間の距離（区画線検出部４により検出された２つの区画線の間の距離）を車線幅として演算する。具体的な演算方法は、ステップＳ１２０で説明したものと同様である。

また、本実施形態の道路パラメータ演算部５は、ヨーレート検出部２から入力されたヨーレートに基づいて道路の曲率半径を演算する。具体的には、Ｎ度／秒のヨーレートがＭメートルの曲率半径に対応すると仮定し（Ｍ，Ｎはそれぞれ所定の数値）、検出されたヨーレートにＭ／Ｎを乗算して曲率半径を演算する。なお、例えばまっすぐな道路を走行中であっても、車両のハンドルを切ればヨーレートとして一定の値が検出されるが、そのような場合にも上記の演算結果を道路の曲率半径と見なして差し支えない。

次のステップＳ１５０では、補正係数設定部６が、道路パラメータ演算部５により演算された道路パラメータに基づいて補正係数を設定する。補正係数の定義や補正係数設定部６による補正係数の設定方法については後に詳述する。

次のステップＳ１６０で、ヨー角演算部７は、後方距離演算部８により演算された左後方距離ｄ１，右後方距離ｄ２，および車速検出部３により検出された車両速度に基づいて、車両のヨー角を演算する。例えば、時刻ｔ１に演算された左後方距離ｄ１と、時刻ｔ２に演算された左後方距離ｄ１と、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間における車両の進行距離とから、車両のヨー角を演算する。ここで、時刻ｔ２は最後に左後方距離ｄ１を演算した時刻であり、時刻ｔ１は時刻ｔ２より前の時刻である。また、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間における車両の進行距離は、車速検出部３により検出された車両速度から求められる。

なお、過去に演算された左後方距離ｄ１を２つ以上用いることで、より精緻に車両のヨー角を演算することができる。具体的には、それら複数の左後方距離ｄ１に対して最小二乗法により回帰直線を求め、この回帰直線と車両の進行距離とから車両のヨー角を演算すればよい。車両のヨー角を演算する方法は、これらのものに限らず、任意の方法を利用することができる。

次のステップＳ１７０では、前方距離演算部９が、左後方距離ｄ１，右後方距離ｄ２，および車両ヨー角θに基づいて、車両前前輪から区画線までの距離を演算する。以下、ステップＳ１７０における車両前輪から区画線までの距離の演算処理について具体例を挙げて説明する。

図５は、車両５０１が２本の区画線５０２および５０３の存在する道路を走行している様子を模式的に示した平面図である。図５において、ヨー角θはヨー角演算部７により演算され既知である。また、左後方距離ｄ１および右後方距離ｄ２は、後方距離演算部８により演算され既知である。更に、撮像装置１から車両の左前輪の外側までの距離Ｃ１と、撮像装置１から車両の右前輪の外側までの距離Ｃ２と、左後方距離ｄ１が演算された地点（図４の点Ａと点Ｂとを結ぶ直線）から車両前輪までの距離Ｌと、は撮像装置１の設置位置に基づいて予め車線逸脱判定装置１００に入力されている。

前方距離演算部９は、車両左前輪の外側から左区画線までの距離Ｄ１（以下、左前方距離Ｄ１と称する）を、左後方距離ｄ１と、左後方距離ｄ１が算出された地点から車両前輪までの距離Ｌと、撮像装置１から車両左前輪の外側までの距離Ｃ１と、車両ヨー角θとを用いて、下記（１）式により演算する。
Ｄ１＝ｄ１−Ｌ×tan(αθ)−Ｃ１ …（１）

ここでαは、補正係数設定部６により設定された補正係数である。補正係数αは、補正係数設定部６により０以上１以下の値が設定される。補正係数αが１のとき、上式（１）により演算される左前方距離Ｄ１は、図５に矢印で示した距離Ｄ１の幾何的な長さと一致する。また、補正係数αが０のとき、実際の車両ヨー角θの値は無視され、車両が道路と同一方向を向いている状態を仮定して左前方距離Ｄ１が演算される。つまり、補正係数設定部６が設定する補正係数αは、左前方距離Ｄ１の演算において、車両ヨー角θを実際の角度より小さく補正して扱うための係数である。

前方距離演算部９は同様に、車両右前輪の外側から右区画線までの距離Ｄ２（以下、右前方距離Ｄ２と称する）を、下記（２）式に基づいて演算する。
Ｄ２＝ｄ２＋Ｌ×tan(αθ)−Ｃ２ …（２）

図２のフローチャートの説明に戻ると、次のステップＳ１８０では逸脱判定部１０が、ステップＳ１７０で演算された左前方距離Ｄ１および右前方距離Ｄ２を用いて、車両が車線を逸脱するおそれがあるか否かを判定する。具体的には、左前方距離Ｄ１と右前方距離Ｄ２のどちらか一方が予め定めた距離以下となった場合、逸脱判定部１０は車線を逸脱するおそれがあると判定する。

以上に説明した処理によって、車線逸脱判定装置１００からは、車両が車線を逸脱するおそれがあるか否かを判定した結果が出力される。この車線逸脱判定装置１００を用いることで、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｄ ０８０４）に対応する車線逸脱警報装置を実現することができる。具体的には、左前方距離Ｄ１または右前方距離Ｄ２が所定の範囲内（例えば、５cm以内）になった場合に、スピーカーから発せられる音声やディスプレイに表示されるメッセージ等により警報を発生する。なお、警報を解除するタイミングは警報を発生して所定時間経過後（例えば、２秒後）とすればよい。

次に、補正係数設定部６による補正係数の設定方法について説明する。

補正係数αが存在しない式（１）および（２）によって左前方距離Ｄ１および右前方距離Ｄ２を演算した場合、走行中の道路の特性によっては、車両が車線を逸脱するおそれがある、という判定が頻繁になされることがある。例えば走行中の車線の幅が狭い場合、車両と区画線の間の余裕が少ないために、車両ヨー角θの変化が逸脱判定の結果を頻繁に変動させる。また、走行中の道路の曲率半径が小さい場合（きついカーブを走行中の場合）も、車両と区画線の間の余裕が少ないため、同様の結果が生じる。補正係数αは、このような逸脱判定結果の振動を抑止するために、左前方距離Ｄ１および右前方距離Ｄ２の演算において、車両ヨー角θを実際よりも小さい値に補正する係数である。

本実施形態の補正係数設定部６は、まず、車線幅および曲率半径という２つの道路パラメータの各々について、対応する補正係数α１，α２を演算する。そして、それら複数の補正係数α１，α２の算術平均を演算することにより、最終的な補正係数αを設定する。

図６は、道路パラメータと補正係数α１，α２との対応関係を示すグラフの一例である。

図６（ａ）に示すように、補正係数設定部６は、車線幅が２．５メートル未満の場合には補正係数α１を０に設定し、車線幅が３メートルより大きい場合には補正係数α１を１に設定する。また、車線幅が２．５メートル以上３メートル以下の場合には、０〜１の値域を有する一次関数により補正係数α１を設定する。

また、図６（ｂ）に示すように、補正係数設定部６は、曲率半径が４００メートル未満の場合には補正係数α２を０に設定し、曲率半径が８００メートルより大きい場合には補正係数α２を１に設定する。また、曲率半径が４００メートル以上８００メートル以下の場合には、０〜１の値域を有する一次関数により補正係数α２を設定する。

上述した第１の実施の形態による車線逸脱判定装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）区画線検出部４は、撮像装置１が車外を撮像して出力した画像情報から区画線を検出する。後方距離演算部８は、区画線から撮像装置１の光軸４０３までの距離を所定周期ごとに演算する。ヨー角演算部７は、後方距離演算部８により演算された距離と所定期間の間に車両が進行した車両進行距離とに基づいて、区画線に対する車両のヨー角を演算する。補正係数設定部６は、道路パラメータ演算部５により演算された、車両が走行中の道路の特性を表す道路パラメータに基づいて補正係数を設定する。前方距離演算部９は、ヨー角演算部７により演算されたヨー角を設定された補正係数によって補正し、後方距離演算部８により演算された区画線から光軸４０３までの距離と、補正されたヨー角とに基づいて、車両前輪から区画線までの距離を演算する。逸脱判定部１０は、前方距離演算部９により演算された車両前輪から区画線までの距離に基づいて、区画線に対する車両の逸脱判定を行う。このようにしたので、車両が道路を逸脱しやすい状態になった場合にも適切な逸脱判定を行うことができる。

（２）逸脱判定部１０は、道路の車線幅と、道路の曲率半径と、の道路パラメータに基づいて逸脱判定を行う。このようにしたので、道路の特性に応じた適切な逸脱判定を行うことが可能になる。

（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施形態に係る車線逸脱判定装置２００の構成を示すブロック図である。車線逸脱判定装置２００は、第１の実施形態に係る車線逸脱判定装置１００を構成する各部に加えて、更に後方距離振れ量演算部１１を備えている。

後方距離振れ量演算部１１は、後方距離演算部８により演算された左後方距離ｄ１および右後方距離ｄ２の時系列的な振れ量（後方距離振れ量）を演算する。補正係数設定部６は、この振れ量の大きさに応じた補正係数α３を演算し、第１の実施形態で説明した補正係数α１，α２と併せた３つの値に基づいて補正係数αを設定する。

後方距離振れ量が大きいということはすなわち、区画線検出部４により検出された区画線の位置には大きなばらつきがあるということである。換言すれば、区画線検出部４による検出結果に大きなばらつきがあるということであり、区画線検出部４による区画線の検出がそれだけ安定していない（不正確である）ことを表している。補正係数設定部６は、後方距離振れ量が大きいほど、すなわち区画線検出部４による区画線の検出が不安定であるほど、補正係数α３を小さく演算する。

図８は、後方距離振れ量と補正係数α３との対応関係を示すグラフの一例である。

本実施形態の後方距離振れ量演算部１１は、所定の期間において検出された区画線の位置（または所定の回数だけ連続して検出された区画線の位置）の標準偏差を、上記の後方距離振れ量として演算する。そして、後方距離振れ量の大小に応じた振れレベルを補正係数設定部６に出力する。振れレベルは後方距離振れ量の大きさを表す０以上の整数であり、後方距離振れ量が大きいほど大きな値を採る。補正係数設定部６は、後方距離振れ量演算部１１から出力された振れレベルが０の場合には補正係数α３を１に設定する。また、振れレベルが１の場合には補正係数α３を０．５に、２以上の場合には０に、それぞれ設定する。

なお、後方距離振れ量に応じた離散的な値である振れレベルの代わりに、連続的な値である振れ指標を用いて補正係数を設定してもよい。例えば、上述した補正係数α３の代わりに、図８（ｂ）に示す振れ指標に基づく補正係数α４を演算し、補正係数α１，α２，α４に基づいて補正係数αを設定するようにしてもよい。

上述した第２の実施の形態による車線逸脱判定装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）車線逸脱判定装置２００は、後方距離演算部８により演算された区画線から光軸４０３までの距離の、時系列的なばらつきの大きさを演算する後方距離振れ量演算部１１を備える。補正係数設定部６は、後方距離振れ量演算部１１により演算されたばらつきの大きさと道路パラメータとに基づいて補正係数αを設定する。前方距離演算部９は、補正係数αによってヨー角を補正し、補正されたヨー角に基づいて車両前輪から区画線までの距離を演算する。逸脱判定部１０は演算されたこの距離に基づいて逸脱判定を行う。このようにしたので、区画線の検出精度によらず適切な逸脱判定を行うことが可能になる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。

（変形例１）
補正係数設定部６による補正係数αの設定方法は、上述したものに限定されない。例えば、車線幅から車両の幅を引いた値に基づいて補正係数を設定してもよい。また、個々の道路パラメータから演算された補正係数α１，α２から補正係数αを演算する方法は、算術平均でなく、例えば所定の重みに基づく加重平均などであってもよい。更に、道路パラメータごとに個別に補正係数α１，α２を演算した後に補正係数αを設定するのではなく、複数の道路パラメータから補正係数αを直接演算してもよい。更には、個々の道路パラメータから演算された補正係数α１，α２から小さい値を選択して補正係数αとしてもよい。

（変形例２）
上述の各実施例においては、車両後方を撮像する撮像装置１を用いて説明したが、車両前方を撮像する撮像装置１でもよく、また、撮像装置１の取付角度や取付位置が各実施例と異なっていてもよい。

（変形例３）
上述の各実施例においては、後方距離演算部８により演算された区画線までの距離に基づいて、前方距離演算部９が車両前輪の外側から区画線までの距離を演算していた。これを、例えば車両前方の角から区画線までの距離など、任意の場所における区画線までの距離を演算するように構成してもよい。

（変形例４）
道路パラメータは、上述した道路の車線幅と曲率半径に限定されない。また、必ずしもこれら２つの道路パラメータを用いなくてもよい。例えば、道路の車線幅のみを用いて補正係数αが設定されるようにしてもよい。更に、道路パラメータ演算部５が、道路の車線幅を区画線検出部４により演算された車線幅以外の情報から演算してもよく、また、道路の曲率半径をヨーレート検出部２により検出されたヨーレート以外の情報から演算するようにしてもよい。例えば、ＧＰＳ受信機等により検出された車両の現在地と、ＨＤＤ等の記憶装置に記憶されている道路情報とから、現在走行中の道路の車線幅や曲率半径を演算するようにしてもよい。

また、本発明の車線逸脱判定装置を用いて外部に車線逸脱時の警報信号を出力する車線逸脱警報装置を構成してもよい。具体的には、図９に示すように、車線逸脱警報装置９００は、第１の実施形態に係る車線逸脱判定装置１００又は第２の実施形態に係る車線逸脱判定装置２００，警報出力部２０により構成される。

車線逸脱警報装置９００は、車線逸脱判定装置１００又は２００で車両が区画線を逸脱するか否かを判定し、車両が区画線を逸脱すると判定された場合に警報出力部２０で車線逸脱警報信号を外部に出力する。なお、警報出力部２０では、警報抑制条件が成立している場合は車線逸脱警報信号を外部に出力しない構成とする。ここで、警報抑制条件とは、ウィンカー操作中、ウィンカー操作終了後所定時間内（例えば、２秒間）、車速が所定値以下（例えば、７０ｋｍ／ｈ以下）、道路曲率半径が所定値以下（例えば、２００ｍ以下）などがある。

さらに、車線逸脱警報装置９００を用いて車両制御システムを構成してもよい。具体的には、図１０に示すように、車両制御システム１０００は、少なくとも、撮像装置１，車線逸脱警報装置９００，警報報知部３０により構成される。

車両制御システム１０００は、車線逸脱警報装置９００で車線逸脱警報信号が出力された場合に警報報知部３０により運転者や乗員に対して車線逸脱警報を報知する。なお、警報報知部３０は、音で情報を伝えるスピーカーや、視覚的に情報を伝えるディスプレイ，メーターパネル，警告灯などで構成される。

以上説明したように、本発明の車線逸脱判定装置を用いて車線逸脱警報装置を構成し、さらには、これらを用いた車両制御システムを構成することで、車線逸脱判定装置の適切な車線逸脱判定に基づいて車線逸脱警報の報知ができるため、運転者や乗員に対して安心感や信頼性を向上させることが可能となる。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１…撮像装置、２…ヨーレート検出部、３…車速検出部、４…区画線検出部、５…道路パラメータ演算部、６…補正係数設定部、７…ヨー角演算部、８…後方距離演算部、９…前方距離演算部、１０…逸脱判定部、１００，２００…車線逸脱判定装置、１０００…車両制御システム

Claims (9)

1. 撮像装置が車外を撮像して出力した画像情報から区画線を検出し、前記車両が前記区画線を逸脱するか否かを前記車両と前記区画線との距離に基づいて判定する車線逸脱判定装置であって、
   検出された前記区画線に対する前記車両の角度が同一で、所定の幅より広い区画線幅を有する道路と所定の幅より狭い区画線幅を有する道路とを前記車両が走行する場合で、逸脱判定するときの前記車両と前記区画線との距離が異なることを特徴とする車線逸脱判定装置。
2. 請求項１に記載の車線逸脱判定装置において、
   検出された前記区画線に対する前記車両の角度が同一で、前記車両が前記区画線を逸脱する場合、所定の幅より広い区画線幅を有する道路の方が所定の幅より狭い区画線幅を有する道路に比べて、逸脱判定する時間が早いことを特徴とする車線逸脱判定装置。
3. 撮像装置が車外を撮像して出力した画像情報から区画線を検出し、前記車両が前記区画線を逸脱するか否かを前記車両と前記区画線との距離に基づいて判定する車線逸脱判定装置であって、
   検出された前記区画線に対する前記車両の角度が同一で、所定の曲率半径より大きい道路と所定の曲率半径より小さい道路とを前記車両が走行する場合で、逸脱判定するときの前記車両と前記区画線との距離が異なることを特徴とする車線逸脱判定装置。
4. 請求項３に記載の車線逸脱判定装置において、
   検出された前記区画線に対する前記車両の角度が同一で、前記車両が前記区画線を逸脱する場合、所定の曲率半径より大きい道路の方が所定の曲率半径より小さい道路に比べて、逸脱判定する時間が早いことを特徴とする車線逸脱判定装置。
5. 撮像装置が車外を撮像して出力した画像情報から区画線を検出する区画線検出部と、
   前記区画線から前記撮像装置の光軸までの距離を所定周期ごとに演算する距離演算部と、
   前記区画線に対する前記車両のヨー角を演算するヨー角演算部と、
   前記車両が走行中の道路の特性を表す道路パラメータに基づいて、前記ヨー角演算部により演算された前記ヨー角を補正し、前記距離演算部により演算された前記区画線から前記光軸までの距離と、補正された前記ヨー角と、に基づいて前記区画線に対する前記車両の逸脱判定を行う逸脱判定部と、
   を備えることを特徴とする車線逸脱判定装置。
6. 請求項５に記載の車線逸脱判定装置において、
   前記逸脱判定部は、前記道路の車線幅と、前記道路の曲率半径と、の少なくとも一方の前記道路パラメータに基づいて前記ヨー角を補正することを特徴とする車線逸脱判定装置。
7. 請求項５または６に記載の車線逸脱判定装置において、
   前記距離演算部により演算された前記区画線から前記光軸までの距離の、時系列的なばらつきの大きさを演算する振れ量演算部を更に備え、
   前記逸脱判定部は、前記振れ量演算部により演算された前記ばらつきの大きさと前記道路パラメータとに基づいて、前記ヨー角演算部により演算された前記ヨー角を補正し、前記距離演算部により演算された前記区画線から前記光軸までの距離と、補正された前記ヨー角と、に基づいて前記逸脱判定を行うことを特徴とする車線逸脱判定装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の車線逸脱判定装置と、
   前記車線逸脱判定装置による逸脱判定の結果に基づいて車線逸脱の警報信号を出力する警報出力部と、
   を備えることを特徴とする車線逸脱警報装置。
9. 請求項８に記載の車線逸脱警報装置と、
   前記車線逸脱警報装置による警報信号の出力結果に基づいて警報を報知する警報報知部と、
   を備えることを特徴とする車両制御システム。
   

Images